宋淳祐七年（1247），三堆（即三墩隸屬錢塘縣調露鄉。
明末清初成集，屬錢塘縣。
1910年，錢塘縣為城一、鄉七，按市鎮（貿易集市）區分，錢塘縣有：三墩市、方山市、蔣村市等。
1930年，三墩稱三墩里。
1933年，三墩隸屬杭縣調露區。
1942年，三墩隸屬杭縣調欽區。
1946年，三墩隸屬杭縣瓶調區。
1949年8月成立三墩鎮人民政府。
隸屬杭縣三墩區。
1958年4月撤杭縣屬杭州市郊區，同年10月改稱杭州市三墩人民公社三墩管理區。
1959年3月屬拱墅聯社。
1960年1月改屬錢塘聯社。
1961年7月三墩管理區城鎮部分復稱三墩鎮，歸屬余杭縣。
1985年9月西行鄉并入，1992年雙橋、蔣村2鄉并入，名仍。
1996年5月劃歸西湖區（浙政發〔1996〕84號）。